0. RULE
功率变换领域内，任何事件都不是绝对的！！！
1. 效率
1.1 xx
- 经验表明，10℃温升会使失效率加倍，应减小温升
- 效率越高，输入电路越低
- 一般来说降低开关频率可以提高效率，降低频率可以降低开关损耗。
1.2 利用电抗元件提高效率
开关调整器的效率高的原因之一是使用了开关管（而不是等效成电阻的晶体管，参见LDO）；另一个重要的原因是利用了电抗元件（电感、电容）。
- 开关管可以通过控制开通与关断的占比来实现电压调整，当其关断时需保证输出负载有连续的能量流；特别是输入输出断开时，需用输出电容保证稳定的负载电压。
- 电容，存储的是静电能，电压不会突变；一经引入电容，就需要限制其中流过的浪涌电流（LDO中等效成电阻的晶体管可以限流，开关调整器中则使用了电感）。
- 电感，存储的是磁能，电流不会突变；一旦电感储能，就不能简单的释放，需要谨慎处理。
2. 线性调节器
通过串联的BJT、SCR等器件（可以理解成可变电阻）分压实现降压调节。
优点是：非常“安静”，即无噪声问题；因为，BJT工作在放大区承担VIN-VOUT的压差，没有像开关管一样的开关动作。
缺点是：效率低；因为，承担分压的器件是功耗的。
为了提高效率我们可以使用开关调整器。
3. 开关器件
3.1 器件损耗
理想的开关器件，只有开通和关断两个状态：开通时器件的压降V=0；关断时流经器件的电流I=0，故理想的开关器件功耗P=UI始终为0，不存在损耗。
但实际上的常用开关器件（如BJT、MOSFET等）开通时是有管压降的，这部分损耗为导通损耗；关断时也有漏电流，这部分损耗为泄漏损耗；
此外，在管子由“开通->关断”和“关断->开通”的过程中不是瞬时完成的，这是一个过程，那么V与I的变化就会存在一个交叉区域，此部分的损耗为交叉损耗（也称开关损耗）；
值得一提的是，开关损耗是随着开关频率增加而增加的；这很好理解，频率高了，固定时长内的开关次数多了损耗自然也多了。
3.2 开关器件类型
3.2.1 机械开关
机械开关非常接近于理想开关，但是机械开关有它的问题：
- 机械存在惯性，开关频率不高
- 机械存在磨损，使用寿命短
- 其他问题：电火花、动作声音上的噪声等
3.2.2 半导体开关
常见的为BJT和MOSFET，其中NPN型晶体管和N沟通MOSFET往往价格便宜更具性价比。
两者有明显区别：
- 驱动方式不同：BJT是流控型器件，需要向基极注入驱动电流使其开通，并需要持续注入电流保持导通状态；MOSFET则是压控型器件，需要在栅极外加合适的电压并维持住就能保持其导通状态。
- 驱动电流：BJT需要很大的驱动电流并且需要保持，而MOSFET在转换过程中也是需要一定的栅极电流，而且为了提高转换速度，实际上也是需要从栅极抽取或者注入大量的电流；
- 驱动电压：NPN型BJT的VBE大概0.8V即可（有时甚至可以将基极与集电极相连）驱动方式容易；而MOSFET的VGS往往需要几V才行，一般需要将输入电压设法拉高或者“泵高”，这种拉高后的电压称为自举电压。
- BJT优势：产生的电磁干扰、噪声及纹波要小于MOSFET，主要是因为其较慢的开关速度；通常更适用与大电流装置，因为即使大电流的情况下其导通压降也基本不变，且频率越低开关损耗越小效果约明显。
- MOSFET优势：MOSFET正向压降几乎与流经的电流成正比（有饱和导通电阻，一般随耐压值升高而升高），重载时损耗很大，但是它开关速度快通常能弥补该缺点；开关速度更快可以减小电源中电感元器件的尺寸，同时也减小了滤波元件的尺寸（包括电容的尺寸），频率的提高几乎成比例地增强了电源的环路响应。
- 一般管子的导通压降越小其开关速度越慢。
3.3 开关调整器类型
3.3.1 早期RC型开关调整器（桶式调整器）
桶式调整器类似现代开关调整器的开关管和一个小电阻来限流（有点想LDO）并用一个输出电容来储能，在开关管断开时用来向负载供能。当电压低于阈值时，开关管打开经限流电阻向输出电容充电，充满后关闭。
另种是用廉价的SCR低频开关管，用在变压器的副边工作，此时变压器的绕组电阻是唯一的有效限流电阻。
因使用了限流电阻，所以总会存在损耗从而降低效率，若是将限流电阻换成电感，就变成了现代LC型开关调整器——降压（BUCK）变换器。
3.3.2 BUCK降压变换器（LC型开关调整器）
todo
3.3.3 BOOST升压变换器
todo
3.3.4 BUCK-BOOST升降压变换器
todo
3.4 寄生参数
电感和电容元件为什么会发热？电抗元件的温升总是源自其小阻值的寄生电阻：电感主要是绕组电阻，电容则是等效电阻ESR。此外，电感两端还有明显的寄生电容。电容也有等效电感ESL。
就损耗而言，电抗本身不一定会消耗能量（至少不会发热），但是他们会在周期的某一时刻向邻近的电阻性元件倾泻他们存储的能量，从而间接增加损耗。
开关管的并联寄生电容，在关断时可以吸收电压尖峰的能量，有助于限制和钳位开关管两端的电压尖峰，而且也可以减缓开关管的电压上升率，从而减小V-I交叠，有助于降低开关损耗；但是在开通的时候，寄生电容又不得不释放先前吸收的能量，会造成电流尖峰（该电流尖峰不能从外部直接观察到，仅能从开关损耗和温度高于预期值表现出来）。
3.5 高频开关
很难预测损耗随温度的变化情况：
- MOSFET的导通损耗随温度升高而增大
- BJT和铝电解电容的ESR是随着温度升高而降低；企图通过提高温度来提高效率不可取，因为提高温度会对系统的稳定性（可靠性、使用寿命、反馈等）产生显著影响。
- 新型铁氧体材料的磁芯损耗是倒钟型，在80-90℃附近出现最小值，沿两侧升高
一般来说，寄生参数的大小及其产生的损耗也与频率有明显的关系，降低频率总是有助于提高效率：
- MOSFET的开关损耗随频率升高而增大；导通损耗与频率无关
- 铝电解电容的ESR是随着频率升高而降低
频率越高，开关电源产生的电磁干扰越严重
但是高频也有好处，可以减小电源的电感器件及输入、输出滤波元件的尺寸
3.6 可靠性、使用寿命和热管理
MTBF，平均无故障时间。典型的商用电源在25℃下的MTBF=100K~500K。
电源失效率： λ=1/MTBF，经验法则：每升高10℃，失效率加倍！
商用电源设计需要考虑铝电解电容的使用寿命：温度每升高10℃，使用寿命减半。
使用内置风扇还需要考虑其本身的失效率
所以，延长使用寿命并提高可靠性的方法是降低电源中所有元器件的温度和电源壳体内的环境温度。
3.7 应力降额
温度最终可看作是热应力，大多数半导体的结文为150℃，所以在给定的应用中其结温始终不超过105摄氏度，降额系数为105/150=70%
此外，半导体器件的电压降额系数是80%；电流的降额系数是70%~80%